Стальные трубы находят широкое применение во многих отраслях промышленности и в строительстве. Некоторые из них используются для транспортировки воды, газа или пара. Другие служат опорой для массивных зданий и мостов, возводимых глубоко под землей. Поскольку эти трубы предназначены для разных целей, производители применяют при их изготовлении различные стандарты.
Организация ASTM International разработала стандарты, чтобы помочь строителям выбрать трубы, подходящие для конкретных задач. Двумя наиболее популярными спецификациями для труб из углеродистой стали являются ASTM A53 и ASTM A252.
Как правило, трубы выглядят одинаково. Однако каждая из них предназначена для выполнения определённой функции. Выбор неподходящей трубы может привести к снижению эффективности, увеличению затрат или возникновению проблем при монтаже.
В данной статье описаны основные различия между стандартами ASTM A53 и ASTM A252.
Что такое ASTM A53?
ASTM A53 — это стандарт на трубы из углеродистой стали, предназначенные для работы под давлением и в условиях механических нагрузок. Стандарт распространяется как на трубы из черной стали, так и на оцинкованные варианты, предназначенные для эксплуатации в различных климатических условиях.
Эти трубы используются в системах низкого и среднего давления. Кроме того, в ходе монтажа рабочие выполняют их гибку, сварку, нарезание резьбы и установку фланцев.
Стандарт ASTM A53 подразделяется на два класса: класс A и класс B.
Что такое ASTM A252?
ASTM A252 — это спецификация труб из углеродистой стали, предназначенных для использования в качестве свай. Сваи — это длинные стальные столбы, забиваемые глубоко в грунт для обеспечения опоры сооружений.
Эти трубы служат опорой для тяжелых сооружений, таких как здания, мосты и причалы. В некоторых проектах после монтажа труб рабочие заливают в них бетон.
Трубы ASTM A252 выпускаются в трёх классах: класс 1, класс 2 и класс 3.
Основное назначение каждой трубы
Основное различие между стандартами ASTM A53 и ASTM A252 заключается в их назначении.
Трубы стандарта ASTM A53 применяются для транспортировки воды, пара, газа и воздуха. Они используются в системах, в которых во время эксплуатации давление повышается.
Трубы стандарта ASTM A252 используются для обеспечения нижней опоры конструкции. Строители вбивают их в грунт с помощью крупной техники. Трубы помогают распределить нагрузку на более прочные слои грунта.
Различия в производстве
Оба стандарта допускают использование бесшовных и сварных труб, хотя правила их изготовления различаются.
К распространенным методам производства труб по стандарту ASTM A53 относятся:
- Бесшовная труба (тип S)
- Труба с электродуговой сваркой (тип E)
- Труба для печи, сварная встык (тип F)
К распространенным методам производства по стандарту ASTM A252 относятся:
- Бесшовная труба
- Труба ERW
- Труба, соединенная методом флэш-сварки
- Труба, сварная методом плавления
- Труба со спиральной сваркой
Трубы со спиральной сваркой широко используются в проектах по устройству свай по стандарту ASTM A252, поскольку их большие диаметры хорошо подходят для фундаментных работ.
Химический состав
Химический состав стали ASTM A252
Стандарт ASTM A252 устанавливает упрощённые требования к химическому составу в тех случаях, когда вязкость считается более важной характеристикой, чем пригодность к эксплуатации под высоким давлением. Содержание фосфора (P) не должно превышать 0,050% для обеспечения вязкости. Содержание всех остальных элементов может варьироваться.
Химический состав стали ASTM A53
Химические требования к трубам ASTM A53 являются более строгими, поскольку трубопроводы, работающие под давлением, должны обеспечивать стабильную эксплуатацию и не допускать никаких утечек. Ниже приведена таблица, в которой указаны максимальные значения содержания элементов для всех марок.
| Тип / Элемент | C | Mn | P | S | Cu | Ni | Cr | Мо |
| Тип S/E – класс A | 0.25 | 0.95 | 0.05 | 0.045 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.15 |
| Тип S/E – класс B | 0.30 | 1.20 | 0.05 | 0.045 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.15 |
| Тип F – класс A | 0.30 | 1.20 | 0.05 | 0.045 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.15 |
Механическая прочность
Обе марки труб обладают хорошими прочностными характеристиками, однако трубы ASTM A252 класса 3 отличаются более высокой прочностью и подходят для строительства массивных фундаментов.
Механическая прочность стали ASTM A53
Стандарт ASTM A53 посвящён требованиям к давлениестойкости и надлежащему протеканию жидкости.
| Класс | Минимальный предел текучести (ksi) | Минимальная прочность на разрыв (кси) |
| Оценка A | 30 кси | 48 кси |
| Оценка B | 35 кси | 60 кси |
Класс B встречается чаще, поскольку он выдерживает более высокие давления.
Механическая прочность стали ASTM A252
Стандарт ASTM A252 посвящён несущей способности конструкций в зданиях и их устойчивости к ударам при забивке свай.
| Класс | Минимальный предел текучести | Минимальная прочность на разрыв |
| 1 класс | 30 кси (205 МПа) | 50 кси (345 МПа) |
| 2-й класс | 35 кси (240 МПа) | 60 кси (415 МПа) |
| 3 класс | 45 кси (310 МПа) | 66 кси (455 МПа) |
3-й класс рассчитан на самые большие нагрузки.
Размеры труб
Трубы стандарта ASTM A53, как правило, относятся к трубам небольшого диаметра. Наиболее распространенные размеры варьируются от 1/8 до 26 дюймов.
Диаметр труб стандарта ASTM A252 значительно больше. Размеры труб могут варьироваться от 6 дюймов до 120 дюймов и даже больше.
Требования к тестированию
Правила испытаний зависят от назначения трубы.
Стандарт ASTM A53 предусматривает испытания под давлением. Наиболее часто применяемые испытания по стандарту ASTM A53:
- Гидростатические испытания
- Электрическая проверка герметичности
- Испытания на сплющивание
- Неразрушающий электроиспытательный контроль
- Испытание на изгиб
Стандарт ASTM A252 предусматривает проведение испытаний конструкционных материалов. Типичные испытания в соответствии со стандартом ASTM A252 включают:
- Испытание на растяжение
- Испытания на предел текучести
- Испытание на удлинение
- Контроль сварных швов
Эти испытания могут проводиться для проверки способности трубы выдерживать сильные удары и давление грунта.
Покрытия для поверхностей
Покрытия в обоих стандартах в некоторой степени схожи, но применяются по-разному.
Покрытия для сталей ASTM A53
| Тип покрытия | Приложение |
| FBE (эпоксидная смола, нанесенная методом термического напыления) | Подземные трубопроводы, водопроводные и газовые сети |
| 3LPE / 3LPP | Подземные трубопроводы, морские участки трубопроводов, зоны с высокой степенью износа грунта |
| Горячее цинкование | Наружные трубы, конструкционные трубы и участки с незначительной коррозией |
| Покрытия на основе каменноугольной смолы / эпоксидные покрытия | Устаревшие трубопроводы, недорогие системы защиты |
Покрытия для поверхностей в соответствии со стандартом ASTM A252
| Тип покрытия | Приложение |
| Эпоксидная смола, соединенная плавлением (FBE) | Морские сваи, подземные сваи |
| 3-слойный полиэтилен (3LPE) | Сваи для подземного фундамента |
| 3-слойный полипропилен (3LPP) | Установка свай в открытом море, установка свай в глубоких водах |
| Эпоксидная смола на основе каменноугольной смолы (CTE) | Морские сваи, опоры мостов |
| Оцинкованное покрытие | Строительные сваи общего назначения |
Свариваемость
В обычных условиях сварку можно проводить на обоих типах.
ASTM A53 класса B представляет собой низкоуглеродистую сталь с контролируемым составом, что обеспечивает ей хорошую свариваемость. В большинстве случаев её можно легко сваривать с помощью таких распространённых методов, как SMAW, GMAW, GTAW и SAW.
Сталь ASTM A252 3-го класса также поддается сварке и используется в основном для строительных свай. Поэтому при сварке большее внимание уделяется прочности сварных соединений при воздействии высоких ударных нагрузок, чем простоте изготовления. К распространенным методам сварки относятся SMAW, FCAW, GMAW и SAW.
Типичные области применения
Области применения ASTM A53
Трубы стандарта ASTM A53 используются для транспортировки воды в домах, зданиях, сооружениях и других конструкциях. Трубы должны быть устойчивы к утечкам и обеспечивать непрерывный поток. Рабочие используют их в следующих областях:
- Водопроводы
- Паровые системы
- Газопроводы
- Воздуховоды
- Системы водоснабжения и канализации
- Детали машин
ASTM A252 Применение
Стандарт ASTM A252 применяется для передачи нагрузок в грунт. Труба должна выдерживать конструктивные нагрузки, давление грунта и забивку свай в течение длительного времени. Обычно они используются:
- Фундаменты мостов
- Морские сваи
- Причальные сооружения
- Фундаменты высотных зданий
- Подпорные стены
- Морские сооружения
Различия в стоимости
Трубы ASTM A53, как правило, обходятся дешевле при устройстве трубопроводных систем малого и среднего размера. Они соответствуют стандартным размерам, принятым в сантехнике и промышленном снабжении.
Более толстые стенки, большие диаметры, большая длина и специальные покрытия — вот основные факторы, которые обычно учитываются при реализации проектов с использованием стали ASTM A252. Проект обходится дорого из-за дополнительных затрат на транспортировку и сваебойную технику.
Заключение
Стандарты ASTM A53 и A252 применяются к углеродистой стали, однако области их применения различаются. Стандарт ASTM A53 подходит для систем высокого давления. Такие трубы широко используются в повседневной эксплуатации на заводах, в зданиях и на инженерных объектах. Стандарт ASTM A252 применяется для укрепления подземных строительных объектов. Эти трубы используются подрядчиками при выполнении работ по устройству глубокого фундамента, возведении башенных конструкций, строительстве портов и мостов. Выбор будет зависеть от одного простого вопроса: предназначена ли труба для транспортировки жидкостей или для несения нагрузки? Трубы ASTM A53 изготавливаются для транспортировки воды и газа. С другой стороны, трубы ASTM A252 подходят для подземных работ.